JP2012099163A - 光ディスク装置およびギャップ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】収束した光を照射することにより、情報を記録または再生する光ディスクの情報記録再生方法、及び光ディスク装置を提供する。
【解決手段】ギャップ誤差検出手段と、レンズが情報担体の表面に対して所定の距離になるように、レンズの位置を変化させるギャップ制御手段と、フォーカス誤差検出手段の信号に応じて光ビームのスポットが情報担体の記録面あるいは表面を追従するように、光ビームの収束状態を変化させるフォーカス制御手段と、フォーカス制御手段の駆動信号を微分するフォーカス駆動微分手段と、フォーカス駆動微分手段の信号に所定ゲインを乗じて、前記ギャップ制御手段に与えるフォーカス微分印加手段とを備え、前記ギャップ制御手段は前記ギャップ誤差検出手段の信号に応じた駆動信号に前記フォーカス微分印加手段の信号を加算してレンズを駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、収束した光を照射することにより情報を記録または再生する光ディスクの情報記録／再生方法、及び光ディスク装置に関するものである。

従来、映像や音声を初めとする各種の情報を記録する光記録媒体として、ＣＤやＤＶＤ、あるいはＢＤ（ブルーレイディスク）といった光ディスク１が広く用いられている。このような光ディスク１を用いた光ディスク装置では、光ディスク１に光を照射して情報を記録または再生するため、情報の記録密度は光ディスク１に収束するスポットの大きさに依存する。従って、光ディスク１の大容量化は、光ピックアップにより照射されるスポットを小さくすることによって実現できる。このスポットの大きさは、対物レンズの開口数に比例し、照射する光の波長に反比例するため、より小さなスポットを得るには、使用する光の波長を更に短くするか、あるいは、対物レンズの開口数を更に大きくすれば良い。しかし、これまで実用化されている光ディスク装置では、光ディスク１と対物レンズの間が波長に比べて十分大きく離れており、対物レンズから出射する光は開口数が１を超えると、レンズ出射面で全反射するため、記録密度を上げることができなかった。

そこで、対物レンズの開口数（ＮＡ）が１を超える光記録再生手法として、ＳＩＬ(固体イマルジョンレンズ、ソリッドイマージョンレンズ)を用いた近接場光記録再生法が開発されている。開口数ＮＡは光ディスク１の媒質の屈折率をｎ、入射光の光軸に対する最大角度をθとして、ＮＡ＝ｎ・θで定義される。通常、開口数が１を超えると臨界角以上になるため、この領域の光は、対物レンズの出射端面において全反射される。この全反射する光は出射端面からエバネッセント光として出ており、近接場光記録再生法では、このエバネッセント光をレンズから光ディスク１に伝搬できるようにしたものである。このため、対物レンズの出射端面と光ディスク表面との間隔（以下、Ｇａｐ量と呼ぶ）を、エバネッセント光の減衰距離より短く維持して、開口数が１を越える範囲の光を対物レンズから光ディスク１に透過させている。

光ヘッド１０には半導体レーザ１１および集光レンズ１３、ビームスプリッタ１２、Ｇａｐアクチュエータ１４、Ｆｃアクチュエータ１５、光量検出部１６が取り付けられている。半導体レーザ１１より発生した光ビームはビームスプリッタ１２を通過し、集光レンズ１３で円盤状の光ディスク１の上に収束される。そこで反射した光ビームは集光レンズ１３を再び通過してビームスプリッタ１２で反射されて、光量検出部１６に照射される。集光レンズ１３は弾性体（図示せず）で支持されており、Ｇａｐアクチュエータ１４に電流を流すと電磁気力により光ディスク１に対して接近離間方向に移動する。また、Ｆｃアクチュエータ１５に電流を流すと電磁気力により光ビームの収束度が変化して、集光レンズ１３に対する光ビームのスポットの位置が接近離間方向に移動する。

光ディスク１に記録再生を行うためには、集光レンズ１３と光ディスク１とのＧａｐ量に応じた信号（以下ＧＥ信号と呼ぶ）を検出し、Ｇａｐ量が所定量になるような制御（以下、Ｇａｐ制御と呼ぶ）が必要である。また、光ビームの光ディスク１の表面上あるいは記録面上での収束状態を示す誤差信号、つまり光ディスク１の表面あるいは記録面に対する光ビームの焦点の位置ずれに応じた誤差信号（以下ＦＥ信号と呼ぶ）を検出し、光ビームのスポットを表面あるいは記録面に対して所定の収束状態への制御（以下、Ｆｃ制御と呼ぶ）が必要である。

従来技術における光ディスク装置の動作について図１５および図１６および図１７を参照して説明する。図１５にブロック構成を示す。図１６に集光レンズ１３と光ディスク１の距離に対するＧＥ生成部２０から出力されるＧＥ信号の関係を示す。図１７ａに集光レンズ１３と光ディスク１の距離の一例を示す。図１７ｂにＧＥ生成部２０から出力されるＧＥ信号の一例を示す。図１７ｃにＧａｐフィルタ２１から出力される駆動信号の一例を示す。

図１５において、光量検出部１６は信号をＧＥ生成部２０およびＦＥ生成部３０へ送る。ＧＥ生成部２０は光量検出部１６からの信号に基づいて、ＧＥ信号を生成し、Ｇａｐフィルタ２１へ送る。Ｇａｐフィルタ２１はＧＥ生成部２０からのＧＥ信号に基づいて、Ｇａｐ制御のための駆動信号を生成し、Ｇａｐアクチュエータ１４へ送る。ＦＥ生成部３０はＦＥ信号を生成し、Ｆｃフィルタ３１へ送る。Ｆｃフィルタ３１はＦＥ生成部３０からのＦＥ信号に基づいて、Ｆｃ制御のための駆動信号を生成し、Ｆｃアクチュエータ１５へ送る。

図１６を用いて、ＧＥ信号について説明する。ＧＥはＳＩＬ端面で全反射する光量を検出することでＧａｐ長を検出するものである。ＳＩＬと光ディスク１が十分に離れている場合は、ファーフィールド状態となり、ＳＩＬ端面で全反射する角度で入射した光はＳＩＬ端面で全反射される。しかし、波長の/程度の以下になると、一部の全反射戻り光成分がディスクとの近接場結合により近接場光としてディスク側に透過するので、全反射戻り光量としては減少する。そして、ＳＩＬとディスクが完全に接触、つまりＧａｐがゼロになると、ＳＩＬ端面での全反射光成分が全て近接場光としてディスク側に透過するので、全反射戻り光量成分としてはゼロとなる。従って、Ｇａｐ長と全反射戻り光量の関係は図１６に示す特性になる。

図１７を用いて動作を説明する。Ｇａｐ制御が動作中に、何らかの外乱によりＳＩＬ含む集光レンズ１３が光ディスク１から離間する状況において、光ディスク１の下側に集光レンズ１３が位置するため、集光レンズ１３の位置は図１７ａに示すように、時間と共に下がる。しかし、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号は１００ｎｍ以上の離間を検出できないため、図１７ｂに示すように、時間と共に下がるが一定以下にならない。このような離間が発生する場合、Ｇａｐフィルタ２１は押し戻すように駆動信号を生成する。Ｇａｐフィルタ２１の内部をＰＩＤフィルタで構成した場合、押し戻し駆動の大半は離間速度に反応した速度ブレーキ駆動信号である。図１７ｃに示すように、ＧＥ信号が飽和するまでは集光レンズ１３を上に押し上げる駆動が出力されている。しかし、ＧＥ信号が飽和すると離間速度が０と検出されるため、速度ブレーキ駆動信号は発生せず、位置ずれに応じた位置ブレーキ駆動信号しか発生しない。そのため、離間を防ぐ駆動力が弱まってしまう。

特開２００６−３３１４８９号公報

背景技術で示した構成において、離間を防ぐ駆動力が小さくなるため、Ｇａｐ制御が外れやすくなる。また、逆に集光レンズ１３が光ディスク１から離間した状態から目標Ｇａｐ量に向けて接近する場合、目標Ｇａｐ量から衝突するまでの距離が極めて短いため、制御オーバーシュートを少なくする必要がある。しかし、ＧＥ信号の検出範囲外では接近速度が０と検出されるため、速度ブレーキ駆動信号は発生せず、位置ずれに応じた位置ブレーキ駆動信号に従い加速し続ける。したがって、ＧＥ信号の検出範囲内に入ってから速度ブレーキ駆動信号を出力しても、速度を低減しきらず、集光レンズ１３が光ディスク１に衝突する危険が高い。

本発明は上述した課題を解決することができる光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る光ディスク装置では、情報担体の表面と光ビームを集光するレンズとの距離に応じた信号を検出するギャップ誤差検出手段と、ギャップ誤差検出手段の信号に応じて、レンズが情報担体の表面に対して所定の距離になるように、レンズの位置を変化させるギャップ制御手段と、情報担体の記録面あるいは表面に対する光ビームのスポットの位置ずれに応じた信号を検出するフォーカス誤差検出手段と、フォーカス誤差検出手段の信号に応じて、光ビームのスポットが情報担体の記録面あるいは表面を追従するように、光ビームの収束状態を変化させるフォーカス制御手段と、フォーカス制御手段の駆動信号を微分するフォーカス駆動微分手段と、フォーカス駆動微分手段の信号に所定ゲインを乗じて、ギャップ制御手段に与えるフォーカス微分印加手段とを備え、ギャップ制御手段はギャップ誤差検出手段の信号に応じた駆動信号にフォーカス微分印加手段の信号を加算してレンズを駆動することを特徴とする。

さらに、本発明の請求項２に係る光ディスク装置では、フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号が所定値範囲外である場合にギャップ制御手段に信号を与えることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項３に係る光ディスク装置では、フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号が検出範囲外である場合にギャップ制御手段に信号を与えることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項４に係る光ディスク装置では、フォーカス微分印加手段はギャップ制御手段が非動作状態から動作状態に遷移した後から所定時間までギャップ制御手段に信号を与えることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項５に係る光ディスク装置では、ギャップ制御手段とフォーカス制御手段を同時に非動作状態から動作状態にする同時引込手段とを備えたことを特徴とする。

さらに、本発明の請求項６に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は引き込む前の非動作状態では、レンズに対して光ビームのスポット位置が離れるように駆動値を生成することを特徴とする。

さらに、本発明の請求項７に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は情報担体の表面を引き込みターゲットとすることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項８に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は情報担体の表面から最も近い記録面を引き込みターゲットとすることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項９に係る光ディスク装置では、ギャップ制御手段はギャップ誤差検出手段の信号に応じて、制御フィルタの微分ゲインを変化させることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１０に係る光ディスク装置では、ギャップ制御手段はギャップ誤差検出手段の信号とギャップ目標との差分に応じて、制御フィルタの微分ゲインを変化させることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１１に係る光ディスク装置では、フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号に応じて、ゲインを変化させることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１２に係る光ディスク装置では、フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号とギャップ目標との差分に応じて、ゲインを変化させることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１３に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段の駆動信号が所定範囲を超えたらフォーカス制御と共にギャップ制御を非動作にする同時停止手段とを備えたことを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１４に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は非動作に遷移する際に、直前の駆動を保持して出力しつづけることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１５に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は駆動信号が所定範囲を超えないようにクリップすることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１６に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は所定範囲は駆動信号がフォーカス制御用のアクチュエータの電流限界を超えない範囲とすることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１７に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は所定範囲は駆動信号によりフォーカス制御用のアクチュエータがメカに衝突しない範囲とすることを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１８に係る光ディスク装置では、フォーカス制御が異常状態であると検出されるとフォーカス制御と共にギャップ制御を非動作にする同時停止手段とを備えたことを特徴とする。

さらに、本発明の請求項１９に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は駆動信号がクリップされると、駆動信号が所定範囲内に収まる方向に別の記録面あるいは表面があるか判定し、別の記録面あるいは表面がある場合には、判定された層に光ビームのスポットを移動させることを特徴とする。

また、本発明の請求項２０に係るギャップ制御方法では、情報担体の表面と光ビームを集光するレンズとの距離に応じた信号を検出するギャップ誤差検出ステップと、ギャップ誤差検出ステップの信号に応じて、レンズが情報担体の表面に対して所定の距離になるように、レンズの位置を変化させるギャップ制御ステップと、情報担体の記録面あるいは表面に対する光ビームのスポットの位置ずれに応じた信号を検出するフォーカス誤差検出ステップと、フォーカス誤差検出ステップの信号に応じて、光ビームのスポットが情報担体の記録面あるいは表面を追従するように、光ビームの収束状態を変化させるフォーカス制御ステップと、フォーカス制御ステップの駆動信号を微分するフォーカス駆動微分ステップと、フォーカス駆動微分ステップの信号に所定ゲインを乗じて、ギャップ制御ステップに与えるフォーカス微分印加ステップとを備え、ギャップ制御ステップはギャップ誤差検出ステップの信号に応じた駆動信号にフォーカス微分印加ステップの信号を加算してレンズを駆動することを特徴とする。

本発明の請求項１に係る光ディスク装置では、情報担体の表面と光ビームを集光するレンズとの距離に応じた信号を検出するギャップ誤差検出手段と、ギャップ誤差検出手段の信号に応じて、レンズが情報担体の表面に対して所定の距離になるように、レンズの位置を変化させるギャップ制御手段と、情報担体の記録面あるいは表面に対する光ビームのスポットの位置ずれに応じた信号を検出するフォーカス誤差検出手段と、フォーカス誤差検出手段の信号に応じて、光ビームのスポットが情報担体の記録面あるいは表面を追従するように、光ビームの収束状態を変化させるフォーカス制御手段と、フォーカス制御手段の駆動信号を微分するフォーカス駆動微分手段と、フォーカス駆動微分手段の信号に所定ゲインを乗じて、ギャップ制御手段に与えるフォーカス微分印加手段とを備え、ギャップ制御手段はギャップ誤差検出手段の信号に応じた駆動信号にフォーカス微分印加手段の信号を加算してレンズを駆動するので、集光レンズと光ディスクの接近速度を抑制し、衝突を回避できる。

さらに、本発明の請求項２に係る光ディスク装置では、フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号が所定値範囲外である場合にギャップ制御手段に信号を与えるので、Ｇａｐ量が大きく検出感度が下がる場合に、集光レンズと光ディスクの接近速度を抑制できる。

さらに、本発明の請求項３に係る光ディスク装置では、フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号が検出範囲外である場合にギャップ制御手段に信号を与えるので、Ｇａｐ量が大きく検出感度が０である場合に、集光レンズと光ディスクの接近速度を抑制できる。

さらに、本発明の請求項４に係る光ディスク装置では、フォーカス微分印加手段はギャップ制御手段が非動作状態から動作状態に遷移した後から所定時間までギャップ制御手段に信号を与えるので、引き込み直後にＧａｐ量が大きくなる可能性がある場合に、集光レンズと光ディスクの接近速度を抑制できる。

さらに、本発明の請求項５に係る光ディスク装置では、ギャップ制御手段とフォーカス制御手段を同時に非動作状態から動作状態にする同時引込手段とを備えたので、Ｇａｐ制御引き込み直後から、有効なフォーカス駆動値より接近速度を検出できる。

さらに、本発明の請求項６に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は引き込む前の非動作状態では、レンズに対して光ビームのスポット位置が離れるように駆動値を生成するので、Ｇａｐ量の大きい状態から制御を動作させることで、集光レンズと光ディスクの接近速度を抑制できる。

さらに、本発明の請求項７に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は情報担体の表面を引き込みターゲットとするので、スポット位置と表面との距離が０になり初期のＧａｐ量を大きくすることができる。

さらに、本発明の請求項８に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は情報担体の表面から最も近い記録面を引き込みターゲットとするので、スポット位置と表面との距離が少なくなり初期のＧａｐ量を大きくすることができる。

さらに、本発明の請求項９に係る光ディスク装置では、ギャップ制御手段はギャップ誤差検出手段の信号に応じて、制御フィルタの微分ゲインを変化させるので、Ｇａｐ量が大きく検出感度が下がる場合に、速度抑制力をあげることができる。

さらに、本発明の請求項１０に係る光ディスク装置では、ギャップ制御手段はギャップ誤差検出手段の信号とギャップ目標との差分に応じて、制御フィルタの微分ゲインを変化させるので、Ｇａｐ量が大きく検出感度が下がる場合に、速度抑制力をあげることができる。

さらに、本発明の請求項１１に係る光ディスク装置では、フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号に応じて、ゲインを変化させるので、Ｇａｐ量が大きく検出感度が下がる場合に、速度抑制力をあげることができる。

さらに、本発明の請求項１２に係る光ディスク装置では、フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号とギャップ目標との差分に応じて、ゲインを変化させるので、Ｇａｐ量が大きく検出感度が下がる場合に、速度抑制力をあげることができる。

さらに、本発明の請求項１３に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段の駆動信号が所定範囲を超えたらフォーカス制御と共にギャップ制御を非動作にする同時停止手段とを備えたので、アクチュエータ破壊を回避できる。

さらに、本発明の請求項１４に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は非動作に遷移する際に、直前の駆動を保持して出力しつづけるので、フォーカスアクチュエータ破壊を回避できる。

さらに、本発明の請求項１５に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は駆動信号が所定範囲を超えないようにクリップするので、アクチュエータ破壊を回避できる。

さらに、本発明の請求項１６に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は所定範囲は駆動信号がフォーカス制御用のアクチュエータの電流限界を超えない範囲とするので、フォーカス駆動増加によるアクチュエータ破壊を回避できる。

さらに、本発明の請求項１７に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は所定範囲は駆動信号によりフォーカス制御用のアクチュエータがメカに衝突しない範囲とするので、フォーカスアクチュエータとメカの衝突によるアクチュエータ破壊を回避できる。

さらに、本発明の請求項１８に係る光ディスク装置では、フォーカス制御が異常状態であると検出されるとフォーカス制御と共にギャップ制御を非動作にする同時停止手段とを備えたので、アクチュエータ破壊を回避できる。

さらに、本発明の請求項１９に係る光ディスク装置では、フォーカス制御手段は駆動信号がクリップされると、駆動信号が所定範囲内に収まる方向に別の記録面あるいは表面があるか判定し、別の記録面あるいは表面がある場合には、判定された層に光ビームのスポットを移動させるので、フォーカスアクチュエータ破壊を回避しながらＧａｐ制御復帰の可能性をあげることができる。

また、本発明の請求項２０に係るギャップ制御方法では、情報担体の表面と光ビームを集光するレンズとの距離に応じた信号を検出するギャップ誤差検出ステップと、ギャップ誤差検出ステップの信号に応じて、レンズが情報担体の表面に対して所定の距離になるように、レンズの位置を変化させるギャップ制御ステップと、情報担体の記録面あるいは表面に対する光ビームのスポットの位置ずれに応じた信号を検出するフォーカス誤差検出ステップと、フォーカス誤差検出ステップの信号に応じて、光ビームのスポットが情報担体の記録面あるいは表面を追従するように、光ビームの収束状態を変化させるフォーカス制御ステップと、フォーカス制御ステップの駆動信号を微分するフォーカス駆動微分ステップと、フォーカス駆動微分ステップの信号に所定ゲインを乗じて、ギャップ制御ステップに与えるフォーカス微分印加ステップとを備え、ギャップ制御ステップはギャップ誤差検出ステップの信号に応じた駆動信号にフォーカス微分印加ステップの信号を加算してレンズを駆動するので、集光レンズと光ディスクの接近速度を抑制し、衝突を回避できる。

実施の形態１におけるブロック構成を示す図 （ａ）実施の形態１における集光レンズと光ディスクの距離の一例を示す図、（ｂ）実施の形態１におけるＧＥ生成部から出力されるＧＥ信号の一例を示す図、（ｃ）実施の形態１におけるＧａｐフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｄ）実施の形態１におけるＦｃフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｅ）実施の形態１における増幅部から出力される駆動信号の一例を示す図 実施の形態２におけるブロック構成を示す図 （ａ）実施の形態２における引き込み前における、集光レンズと光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す図、（ｂ）実施の形態２における引き込み直後における、集光レンズと光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す図、（ｃ）実施の形態２における引き込み整定後における、集光レンズと光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す図 （ａ）実施の形態２における集光レンズと光ディスクの距離の一例を示す図、（ｂ）実施の形態２におけるＧＥ生成部から出力されるＧＥ信号の一例を示す図、（ｃ）実施の形態２におけるＧａｐフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｄ）実施の形態２におけるＦＥ生成部から出力される信号の一例を示す図、（ｅ）実施の形態２におけるＦｃフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｆ）実施の形態２における増幅部から出力される駆動信号の一例を示す図 実施の形態３におけるブロック構成を示す図 （ａ）実施の形態３における集光レンズと光ディスクの距離の一例を示す図、（ｂ）実施の形態３におけるＧＥ生成部から出力されるＧＥ信号の一例を示す図、（ｃ）実施の形態３におけるＧａｐフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｄ）実施の形態３におけるＦｃフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｅ）実施の形態３における増幅部から出力される駆動信号の一例を示す図 実施の形態４におけるブロック構成を示す図 （ａ）実施の形態４における集光レンズと光ディスクの距離の一例を示す図、（ｂ）実施の形態４におけるＧＥ生成部から出力されるＧＥ信号の一例を示す図、（ｃ）実施の形態４におけるＧａｐフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｄ）実施の形態４におけるＦｃフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｅ）実施の形態４における異常検出部から出力される信号の一例を示す図 実施の形態５におけるブロック構成を示す図 （ａ）実施の形態５における通常時における、集光レンズと光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す図、（ｂ）実施の形態５におけるＧａｐ量が増加した場合における、集光レンズと光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す図、（ｃ）実施の形態５におけるＦｃ制御の目標面を切り替えて光ビームのスポット位置変化した場合における、集光レンズと光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す図 実施の形態５における表面と各記録面に応じたＦＥ生成部から出力されるＦＥ信号の一例を示す図 （ａ）実施の形態５における集光レンズと光ディスクの距離の一例を示す図、（ｂ）実施の形態５におけるＧＥ生成部から出力されるＧＥ信号の一例を示す図、（ｃ）実施の形態５におけるＧａｐフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｄ）実施の形態５におけるＦＥ生成部から出力されるＦＥ信号の一例を示す図、（ｅ）実施の形態５におけるＦｃフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｆ）実施の形態５における移動駆動生成部から出力される駆動信号の一例を示す図 （ａ）実施の形態５における集光レンズと光ディスクの距離の一例を示す図、（ｂ）実施の形態５におけるＧＥ生成部から出力されるＧＥ信号の一例を示す図、（ｃ）実施の形態５におけるＧａｐフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｄ）実施の形態５におけるＦＥ生成部から出力されるＦＥ信号の一例を示す図、（ｅ）実施の形態５におけるＦｃフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図、（ｆ）実施の形態５における異常検出部から出力される信号の一例を示す図 従来の技術におけるブロック構成を示す図 従来の技術における集光レンズと光ディスクの距離に対するＧＥ生成部から出力されるＧＥ信号の関係を示す図 （ａ）従来の技術における集光レンズと光ディスクの距離の一例を示す図、（ｂ）従来の技術におけるＧＥ生成部から出力されるＧＥ信号の一例を示す図、（ｃ）従来の技術におけるＧａｐフィルタから出力される駆動信号の一例を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態１である光ディスク装置の動作について図１および図２を参照して説明する。図１にブロック構成を示す。図２ａに集光レンズ１３と光ディスク１の距離の一例を示す。図２ｂにＧＥ生成部２０から出力されるＧＥ信号の一例を示す。図２ｃにＧａｐフィルタ２１から出力される駆動信号の一例を示す。図２ｄにＦｃフィルタ３１から出力される駆動信号の一例を示す。図２ｅに増幅部４１から出力される駆動信号の一例を示す。

図１において、ギャップ誤差検出手段およびギャップ誤差検出ステップはＧＥ生成部２０である。ギャップ制御手段およびギャップ制御ステップはＧａｐフィルタ２１である。フォーカス誤差検出手段およびフォーカス誤差検出ステップはＦＥ生成部３０である。フォーカス制御手段およびフォーカス制御ステップはＦｃフィルタ３１である。フォーカス駆動微分手段およびフォーカス駆動微分ステップは微分部４０である。フォーカス微分印加手段およびフォーカス微分印加ステップは増幅部４１である。

図１において、背景技術である図１５の構成要素と同じものには同一の番号を付して説明を省略する。

微分部４０はＦｃフィルタ３１からの駆動信号に基づいて、微分を行い求められた信号を増幅部４１へ送る。増幅部４１はＧＥ生成部２０からのＧＥ信号の値が所定範囲内である場合、ゲインを０として０である駆動信号を生成し、Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号と加算して、Ｇａｐアクチュエータ１４へ送る。増幅部４１はＧＥ生成部２０からのＧＥ信号の値が所定範囲外である場合、微分部４０からの信号に所定のゲインを乗じた駆動信号を生成し、Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号と加算して、Ｇａｐアクチュエータ１４へ送る。

図２を用いて動作を説明する。Ｇａｐ制御が動作中に、何らかの外乱によりＳＩＬ含む集光レンズ１３が光ディスク１から離間する状況において、光ディスク１の下側に集光レンズ１３が位置するため、集光レンズ１３の位置は図２ａに示すように、時間と共に下がる。しかし、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号は１００ｎｍ以上の離間を検出できないため、図２ｂに示すように、時間と共に下がるが一定以下にならない。このような離間が発生する場合、Ｇａｐフィルタ２１は押し戻すように駆動信号を生成する。Ｇａｐフィルタ２１の内部をＰＩＤフィルタで構成した場合、押し戻し駆動の大半は離間速度に反応した速度ブレーキ駆動信号である。図２ｃに示すように、ＧＥ信号が飽和するまでは集光レンズ１３を上に押し上げる駆動が出力されている。しかし、ＧＥ信号が飽和すると離間速度が０と検出されるため、速度ブレーキ駆動信号は発生せず、位置ずれに応じた位置ブレーキ駆動信号しか発生しない。そのため、離間を防ぐ駆動力が弱まってしまう。

しかし、Ｇａｐ制御とは別に光ビームのスポットを目的に記録面に集光させるＦｃ制御が動作しており、集光レンズ１３が光ディスク１から離れていく際にも、光ビームのスポットは記録面にとどまるように制御される。そのため、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号は、図２ｄに示すように、集光レンズ１３が光ディスク１から離間するに従い、駆動力が増していく。微分部４０においてＦｃフィルタ３１からの駆動信号の微分を行い、増幅部４１で増幅することにより、速度ブレーキ駆動信号を生成することができる。さらに、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号が検出範囲内では増幅部４１のゲインを０に設定し、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号が検出範囲外では増幅部４１のゲインを所定値に設定することで、図２ｅに示すように、増幅部４１から速度ブレーキ駆動信号を得ることができる。Ｇａｐフィルタ２１からの速度ブレーキ駆動信号と増幅部４１からの速度ブレーキ駆動信号を加算することで、ＧＥ信号の検出範囲内外によらず安定した速度ブレーキ駆動信号を得ることができ、Ｇａｐ量を目標位置に押し戻す力を確保できる。

このようにしてＧａｐ制御の残差が大きくなり、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号の検出範囲外になる場合にも、正常状態に復帰させる駆動信号が生成されるため、安定したＧａｐ制御が実現できる。すなわち、Ｇａｐ量が大きく検出感度が０である場合でも、集光レンズと光ディスクの接近速度を抑制でき、衝突を回避できる。

尚、本実施の形態１では、増幅部４１がＧＥ生成部２０からのＧＥ信号の値が所定範囲内であることからＧＥ検出範囲内であると検出していたが、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号と所定レベルを比較した大小関係か検出してもよい。あるいは、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号を微分した値が所定範囲内である場合にＧＥ検出範囲外と検出してもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態２である光ディスク装置の動作について図３および図４および図５を参照して説明する。図３にブロック構成を示す。図４ａに引き込み前における、集光レンズ１３と光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す。図４ｂに引き込み直後における、集光レンズ１３と光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す。図４ｃに引き込み整定後における、集光レンズ１３と光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す。図５ａに集光レンズ１３と光ディスク１の距離の一例を示す。図５ｂにＧＥ生成部２０から出力されるＧＥ信号の一例を示す。図５ｃにＧａｐフィルタ２１から出力される駆動信号の一例を示す。図５ｄにＦＥ生成部３０から出力されるＦＥ信号の一例を示す。図５ｅにＦｃフィルタ３１から出力される駆動信号の一例を示す。図５ｆに増幅部４１から出力される駆動信号の一例を示す。

図３において、ギャップ誤差検出手段およびギャップ誤差検出ステップはＧＥ生成部２０である。ギャップ制御手段およびギャップ制御ステップはＧａｐフィルタ２１および切替部２３である。フォーカス誤差検出手段およびフォーカス誤差検出ステップはＦＥ生成部３０である。フォーカス制御手段およびフォーカス制御ステップはＦｃフィルタ３１および切替部３３および面検出部３４である。フォーカス駆動微分手段およびフォーカス駆動微分ステップは微分部４０である。フォーカス微分印加手段およびフォーカス微分印加ステップは増幅部４１である。同時引込手段は引込指令部５０である。

図３において、背景技術である図１５および実施の形態１である図１の構成要素と同じものには同一の番号を付して説明を省略する。

Ｇａｐフィルタ２１は駆動信号を、増幅部４１からの駆動信号と加算して切替部２３へ送る。Ｆｃフィルタ３１は駆動信号を微分部４０および切替部３３へ送る。面検出部３４はＦＥ生成部３０からのＦＥ信号に基づいて、光ビームのスポットをあわせるべき目標の表面あるいは記録面が出現したことを検出した場合にＨとなり、それ以外ではＬとなる検出信号を生成し引込指令部５０へ送る。引込指令部５０は面検出部３４からの信号がＬである場合に、Ｌとなる引込信号を生成し切替部２３および切替部３３へ送る。引込指令部５０は面検出部３４からの信号がＨである場合に、Ｈとなる引込信号を生成し切替部２３および切替部３３へ送る。切替部２３は引込信号がＬである場合に、集光レンズ１３が少しずつ光ディスク１に接近するような駆動信号を生成しＧａｐアクチュエータ１４へ送る。切替部２３は引込信号がＨである場合に、Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号をＧａｐアクチュエータ１４へ送る。切替部３３は引込信号がＬである場合に、光ビームのスポットが集光レンズ１３に対して所定量離れるような駆動信号を生成しＦｃアクチュエータ１５へ送る。切替部３３は引込信号がＨである場合に、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号をＦｃアクチュエータ１５へ送る。増幅部４１は引込指令部５０からの引込信号がＬである場合に、ゲインを０として０である駆動信号を生成し、Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号と加算して、Ｇａｐアクチュエータ１４へ送る。増幅部４１は引込指令部５０からの引込信号がＨとなってから所定時間内である場合に、微分部４０からの信号に所定のゲインを乗じた駆動信号を生成し、Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号と加算して、Ｇａｐアクチュエータ１４へ送る。増幅部４１は引込指令部５０からの引込信号がＨとなってから所定時間後である場合に、ゲインを０として０である駆動信号を生成し、Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号と加算して、Ｇａｐアクチュエータ１４へ送る。

以上のように、本実施形態におけるフォーカス微分印加手段は、ギャップ制御手段が非動作状態から動作状態に遷移した後から所定時間までギャップ制御手段に信号を与える。これにより、引き込み直後にＧａｐ量が大きくなる可能性がある場合に、集光レンズと光ディスクの接近速度を抑制できる。

また、本実施形態におけるフォーカス制御手段は、引き込む前の非動作状態では、レンズに対して光ビームのスポット位置が離れるように駆動値を生成する。これにより、Ｇａｐ量の大きい状態から制御を動作させることで、集光レンズと光ディスクの接近速度を抑制できる。

図４を用いて動作概略を説明する。Ｇａｐ制御、Ｆｃ制御が非動作の状態から、記録面Ａへ光ビームのスポットを合わせる場合において、まず、図４ａに示すように、集光レンズ１３に対して、光ビームのスポットが離れる位置に集光させる。次に、図４ｂに示すように、目標である記録面Ａに向かって集光レンズ１３を上に移動させる。次に、Ｇａｐ制御およびＦｃ制御を同時に動作状態にする。次に、図４ｃに示すように、光ビームのスポットの位置を記録面Ａに保ったまま、集光レンズ１３と光ディスク１のＧａｐ量が所定値になるように制御する。最初の図４ａの状態で集光レンズ１３と光ビームのスポットの距離が大きいほど、引込直後の集光レンズ１３と光ディスク１との距離に余裕がでるので衝突しにくい。

以上のように、本実施形態における同時引込手段は、ギャップ制御手段とフォーカス制御手段を同時に非動作状態から動作状態にする。これにより、Ｇａｐ制御引き込み直後から、有効なフォーカス駆動値より接近速度を検出できる。

図５を用いてさらに詳細動作について説明する。図５は図４ｂから図４ｃへの動作を示している。図５ａに示すように、集光レンズ１３は光ディスク１に向かって接近していく。図５ｂに示すように、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号は検出範囲外では一定な信号になる。図５ｃに示すように、Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号は、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号が検出範囲内における駆動に比べ、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号が検出範囲外においては、速度ブレーキ駆動信号が発生しないため、接近するための駆動が大きくなる。図５ｄに示すように、Ｆｃ制御を動作状態にした後は、光ビームのスポットは、記録面Ａに集光するように制御される。図５ｅに示すように、集光レンズ１３が光ディスク１に向かって接近するに従い、駆動力を減らしていく。ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号が検出範囲内では増幅部４１のゲインを０に設定し、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号が検出範囲外では増幅部４１のゲインを所定値に設定することで、図５ｆに示すように、増幅部４１から速度ブレーキ駆動信号を得ることができる。Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号と増幅部４１からの駆動信号を加算することで、Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号に含まれる加速駆動を低減し、オーバーシュートを少なくＧａｐ量を目標位置に収束させることができる。

このようにしてＧａｐ制御を引き込む際のオーバーシュートが大きくなる場合に、光ディスク１に対する集光レンズ１３の接近速度を抑制することができ、集光レンズ１３と光ディスク１の衝突を防ぐことができる。

尚、本実施の形態２では、光ビームの焦点を記録面Ａに引き込んでいたがいずれの表面あるいは記録面に引き込んでもよい。

本実施形態におけるフォーカス制御手段は、情報担体の表面を引き込みターゲットとしても良い。これにより、スポット位置と表面との距離が０になり初期のＧａｐ量を大きくすることができる。

本実施形態におけるフォーカス制御手段は、情報担体の表面から最も近い記録面を引き込みターゲットとしても良い。これにより、スポット位置と表面との距離が少なくなり初期のＧａｐ量を大きくすることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態３である光ディスク装置の動作について図６および図７を参照して説明する。図６にブロック構成を示す。図７ａに集光レンズ１３と光ディスク１の距離の一例を示す。図７ｂにＧＥ生成部２０から出力されるＧＥ信号の一例を示す。図７ｃにＧａｐフィルタ２２から出力される駆動信号の一例を示す。図７ｄにＦｃフィルタ３１から出力される駆動信号の一例を示す。図７ｅに増幅部４２から出力される駆動信号の一例を示す。

図６において、ギャップ誤差検出手段およびギャップ誤差検出ステップはＧＥ生成部２０である。ギャップ制御手段およびギャップ制御ステップはＧａｐフィルタ２２およびゲイン変更部２４である。フォーカス誤差検出手段およびフォーカス誤差検出ステップはＦＥ生成部３０である。フォーカス制御手段およびフォーカス制御ステップはＦｃフィルタ３１である。フォーカス駆動微分手段およびフォーカス駆動微分ステップは微分部４０である。フォーカス微分印加手段およびフォーカス微分印加ステップは増幅部４２およびゲイン変更部４４である。

図６において、背景技術である図１５および実施の形態１である図１の構成要素と同じものには同一の番号を付して説明を省略する。

ゲイン変更部２４はＧＥ生成部２０からのＧＥ信号に基づいて、ゲイン値を生成しＧａｐフィルタ２２へ送る。Ｇａｐフィルタ２２はゲイン変更部２４からのゲイン値に基づいて、駆動信号演算に用いる内部ゲインを設定する。ゲイン変更部４４はＧＥ生成部２０からのＧＥ信号に基づいて、ゲイン値を生成し増幅部４２へ送る。増幅部４２はゲイン変更部４４からのゲイン値に基づいて、駆動信号演算に用いる内部ゲインを設定する。

以上のように、本実施形態では、ゲイン変更部２４を含むギャップ制御手段は、ギャップ誤差検出手段（ＧＥ生成部２０）の信号に応じて、制御フィルタの微分ゲインを変化させる。また、ゲイン変更部４４を含むフォーカス微分印加手段は、ギャップ誤差検出手段（ＧＥ生成部２０）の信号に応じて、ゲインを変化させる。これにより、Ｇａｐ量が大きく検出感度が下がる場合に、速度抑制力をあげることができる。

図７を用いて動作を説明する。Ｇａｐ制御が動作中に、何らかの外乱によりＳＩＬ含む集光レンズ１３が光ディスク１から離間する状況において、光ディスク１の下側に集光レンズ１３が位置するため、集光レンズ１３の位置は図７ａに示すように、時間と共に下がる。しかし、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号は１００ｎｍ以上の離間を検出できないため、図７ｂに示すように、時間と共に下がるが一定以下にならない。このような離間が発生する場合、Ｇａｐフィルタ２２は押し戻すように駆動信号を生成する。Ｇａｐフィルタ２２の内部をＰＩＤフィルタで構成した場合、押し戻し駆動の大半は離間速度に反応した速度ブレーキ駆動信号である。図７ｃに示すように、ＧＥ信号が飽和するまでは集光レンズ１３を上に押し上げる駆動が出力されている。しかし、ＧＥ信号が飽和すると離間速度が０と検出されるため、速度ブレーキ駆動信号は発生せず、位置ずれに応じた位置ブレーキ駆動信号しか発生しない。そのため、離間を防ぐ駆動力が弱まってしまう。

しかし、Ｇａｐ制御とは別に光ビームのスポットを目的に記録面に集光させるＦｃ制御が動作しており、集光レンズ１３が光ディスク１から離れていく際にも、光ビームのスポットは記録面にとどまるように制御される。そのため、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号は、図７ｄに示すように、集光レンズ１３が光ディスク１から離間するに従い、駆動力が増していく。微分部４０においてＦｃフィルタ３１からの駆動信号の微分を行い、増幅部４２で増幅することにより、速度ブレーキ駆動信号を生成することができる。さらに、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号に応じてゲイン変更部４４がゲインを切り替えて集光レンズ１３が光ディスク１に対して離間するほどゲインが大きくなるようにすることで、図７ｅに示すように、増幅部４２から速度ブレーキ駆動信号を得ることができる。Ｇａｐフィルタ２２からの速度ブレーキ駆動信号と増幅部４２からの速度ブレーキ駆動信号を加算することで、ＧＥ信号の検出範囲内外によらず安定した速度ブレーキ駆動信号を得ることができ、Ｇａｐ量を目標位置に押し戻す力を確保できる。

このようにしてＧａｐ制御の残差が大きくなり、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号の検出範囲外になる場合にも、正常状態に復帰させる駆動信号が生成されるため、安定したＧａｐ制御が実現できる。

尚、本実施の形態３では、ゲイン変更部２４およびゲイン変更部４４がＧＥ生成部２０からのＧＥ信号に基づいてゲイン値を決定していたが、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号と目標となるＧａｐ量に応じたＧＥレベルとの差分に基づいてゲイン値を決定してもよい。

すなわち、本実施形態のギャップ制御手段は、ギャップ誤差検出手段の信号とギャップ目標との差分に応じて、制御フィルタの微分ゲインを変化させても良い。また、本実施形態のフォーカス微分印加手段は、ギャップ誤差検出手段の信号とギャップ目標との差分に応じて、ゲインを変化させても良い。これにより、Ｇａｐ量が大きく検出感度が下がる場合に、速度抑制力をあげることができる。

さらに、本実施の形態３では、増幅部４２のゲインを変更していたがＧａｐフィルタ２２のゲインを変更してもよい。

（実施の形態４）
本実施の形態４である光ディスク装置の動作について図８および図９を参照して説明する。図８にブロック構成を示す。図９ａに集光レンズ１３と光ディスク１の距離の一例を示す。図９ｂにＧＥ生成部２０から出力されるＧＥ信号の一例を示す。図９ｃにＧａｐフィルタ２１から出力される駆動信号の一例を示す。図９ｄにＦｃフィルタ３１から出力される駆動信号の一例を示す。図９ｅに異常検出部２５から出力される信号の一例を示す。

図８において、ギャップ誤差検出手段およびギャップ誤差検出ステップはＧＥ生成部２０である。ギャップ制御手段およびギャップ制御ステップはＧａｐフィルタ２１および切替部２３である。フォーカス誤差検出手段およびフォーカス誤差検出ステップはＦＥ生成部３０である。フォーカス制御手段およびフォーカス制御ステップはＦｃフィルタ３１および切替部３３である。フォーカス駆動微分手段およびフォーカス駆動微分ステップは微分部４０である。フォーカス微分印加手段およびフォーカス微分印加ステップは増幅部４３である。同時停止手段は停止指令部５１および異常検出部２５である。

図８において、背景技術である図１５および実施の形態１である図１の構成要素と同じものには同一の番号を付して説明を省略する。

Ｇａｐフィルタ２１は駆動信号を、増幅部４３からの駆動信号と加算して切替部２３へ送る。Ｆｃフィルタ３１は駆動信号を微分部４０および切替部３３へ送る。異常検出部２５はＦｃフィルタ３１からの駆動信号の値が所定範囲内である場合に、Ｌとなる信号を生成し停止指令部５１へ送る。異常検出部２５はＦｃフィルタ３１からの駆動信号の値が所定範囲外である場合に、Ｈとなる信号を生成し停止指令部５１へ送る。停止指令部５１は異常検出部２５からの信号がＬである場合に、Ｌとなる信号を生成し切替部２３および切替部３３へ送る。停止指令部５１は異常検出部２５からの信号がＨである場合に、Ｈとなる信号を生成し切替部２３および切替部３３へ送る。切替部２３は引込信号がＬである場合に、０となる駆動信号を生成しＧａｐアクチュエータ１４へ送る。切替部２３は引込信号がＨである場合に、Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号をＧａｐアクチュエータ１４へ送る。切替部３３は引込信号がＬである場合に、０となる駆動信号を生成しＦｃアクチュエータ１５へ送る。切替部３３は引込信号がＨである場合に、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号をＦｃアクチュエータ１５へ送る。

図９を用いて動作を説明する。Ｇａｐ制御が動作中に、何らかの外乱によりＳＩＬ含む集光レンズ１３が光ディスク１から離間する状況において、光ディスク１の下側に集光レンズ１３が位置するため、集光レンズ１３の位置は図９ａに示すように、時間と共に下がる。しかし、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号は１００ｎｍ以上の離間を検出できないため、図９ｂに示すように、時間と共に下がるが一定以下にならない。このような離間が発生する場合、Ｇａｐフィルタ２１は押し戻すように駆動信号を生成する。Ｇａｐフィルタ２１の内部をＰＩＤフィルタで構成した場合、押し戻し駆動の大半は離間速度に反応した速度ブレーキ駆動信号である。図９ｃに示すように、ＧＥ信号が飽和するまでは集光レンズ１３を上に押し上げる駆動が出力されている。しかし、ＧＥ信号が飽和すると離間速度が０と検出されるため、速度ブレーキ駆動は発生せず、位置ずれに応じた位置ブレーキ駆動信号しか発生しない。そのため、離間を防ぐ駆動力が弱まってしまう。

しかし、Ｇａｐ制御とは別に光ビームのスポットを目的に記録面に集光させるＦｃ制御が動作しており、集光レンズ１３が光ディスク１から離れていく際にも、光ビームのスポットは記録面にとどまるように制御される。そのため、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号は、図９ｄに示すように、集光レンズ１３が光ディスク１から離間するに従い、駆動力が増していく。微分部４０においてＦｃフィルタ３１からの駆動信号の微分を行い、増幅部４３で増幅することにより、速度ブレーキ駆動信号を生成することができる。

さらに、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号がＦｃアクチュエータ１５が許容できる電流量を超えたら、異常検出部２５が制御異常が発生したと検知して、図９ｅに示すように、停止指令部５１に信号を送る。停止指令部５１は切替部２３および切替部３３に信号を送り、Ｇａｐ制御およびＦｃ制御を非動作状態にする。こうすることでＦｃアクチュエータ１５の破壊を防ぐことができる。

すなわち、本実施形態の同時停止手段は、フォーカス制御手段の駆動信号の値が所定範囲を超えたら、フォーカス制御と共にギャップ制御を非動作にする。ここで、この所定範囲は、駆動信号がフォーカス制御用のアクチュエータの電流限界を超えない範囲としても良い。

このようにしてＧａｐ制御の残差が大きくなり異常状態になる場合にも、Ｆｃ制御を非動作にすることでＦｃアクチュエータ１５への駆動を抑制し破壊を防ぐことができる。また、Ｆｃ制御を非動作にした場合にもＧａｐ制御を非動作にすることでＧａｐ制御の駆動が不安定になってＧａｐアクチュエータ１４への駆動が増加しＧａｐアクチュエータ１４が破壊されることを防ぐことができる。

尚、本実施の形態４では、異常状態を検出するとＦｃ制御を非動作にしていたが、Ｆｃアクチュエータ１５への駆動信号をクリップしてもよい。

さらに、本実施の形態４では、Ｆｃアクチュエータ１５の許容電流から異常状態を検出する閾値を決めていたが、Ｆｃアクチュエータ１５のメカ的な動作範囲を超えない駆動を閾値としてもよい。すなわち、本実施形態のフォーカス制御手段における前述した所定範囲は、駆動信号によりフォーカス制御用のアクチュエータがメカに衝突しない範囲としても良い。これにより、フォーカスアクチュエータとメカの衝突によるアクチュエータ破壊を回避できる。

なお、本実施形態のフォーカス制御手段は、非動作に遷移する際に、直前の駆動を保持して出力しつづけても良い。これにより、フォーカスアクチュエータ破壊を回避できる。

（実施の形態５）
本実施の形態５である光ディスク装置の動作について図１０および図１１および図１２および図１３および図１４を参照して説明する。図１０にブロック構成を示す。図１１ａに通常時における、集光レンズ１３と光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す。図１１ｂにＧａｐ量が増加した場合における、集光レンズ１３と光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す。図１１ｃにＦｃ制御の目標面を切り替えて光ビームのスポット位置変化した場合における、集光レンズ１３と光ビームのスポットと記録面の関係の一例を示す。図１２に表面および各記録面に応じたＦＥ生成部３０から出力されるＦＥ信号の一例を示す。図１３ａに集光レンズ１３と光ディスク１の距離の一例を示す。図１３ｂにＧＥ生成部２０から出力されるＧＥ信号の一例を示す。図１３ｃにＧａｐフィルタ２１から出力される駆動信号の一例を示す。図１３ｄにＦＥ生成部３０から出力されるＦＥ信号の一例を示す。図１３ｅにＦｃフィルタ３１から出力される駆動信号の一例を示す。図１３ｆに移動駆動生成部３６から出力される駆動信号の一例を示す。図１４ａに集光レンズ１３と光ディスク１の距離の一例を示す。図１４ｂにＧＥ生成部２０から出力されるＧＥ信号の一例を示す。図１４ｃにＧａｐフィルタ２１から出力される駆動信号の一例を示す。図１４ｄにＦＥ生成部３０から出力されるＦＥ信号の一例を示す。図１４ｅにＦｃフィルタ３１から出力される駆動信号の一例を示す。図１４ｆに異常検出部２６から出力される信号の一例を示す。

図８において、ギャップ誤差検出手段およびギャップ誤差検出ステップはＧＥ生成部２０である。ギャップ制御手段およびギャップ制御ステップはＧａｐフィルタ２１および切替部２３である。フォーカス誤差検出手段およびフォーカス誤差検出ステップはＦＥ生成部３０である。フォーカス制御手段およびフォーカス制御ステップはＦｃフィルタ３１および駆動制限部３２および切替部３３および退避層検出部３５および移動駆動生成部３６である。フォーカス駆動微分手段およびフォーカス駆動微分ステップは微分部４０である。フォーカス微分印加手段およびフォーカス微分印加ステップは増幅部４３である。同時停止手段は停止指令部５１および異常検出部２６である。

図１０において、背景技術である図１５および実施の形態１である図１の構成要素と同じものには同一の番号を付して説明を省略する。

Ｇａｐフィルタ２１は駆動信号を、増幅部４３からの駆動信号と加算して切替部２３へ送る。Ｆｃフィルタ３１は駆動信号を駆動制限部３２へ送る。駆動制限部３２はＦｃフィルタ３１からの駆動信号に基づいて、上限あるいは下限の少なくとも一方をクリップした駆動信号を生成し微分部４０および切替部３３へ送る。駆動制限部３２はクリップ動作が行われていない場合に、Ｌとなる信号を生成し退避層検出部３５へ送る。駆動制限部３２はクリップ動作が行われた場合に、Ｈとなる信号を生成し退避層検出部３５へ送る。退避層検出部３５は駆動制限部３２からの信号がＬである場合に、Ｌとなる信号を生成し移動駆動生成部３６へ送る。退避層検出部３５は駆動制限部３２からの信号がＨである場合に、現在Ｆｃ制御されている表面あるいは記録面に対して、さらに表面側方向に表面あるいは記録面がない場合にＬとなる信号を生成し、現在Ｆｃ制御されている表面あるいは記録面に対して、さらに表面側方向に表面あるいは記録面がある場合にＨとなる信号を生成し、移動駆動生成部３６へ送る。移動駆動生成部３６は退避層検出部３５からの信号がＬである場合に、０となる駆動信号を生成し、駆動制限部３２からの駆動信号と加算して切替部３３へ送る。移動駆動生成部３６は退避層検出部３５からの信号がＨである場合に、光ビームのスポットが現在よりさらに表面側の表面あるいは記録面に移動するための駆動信号を生成し、駆動制限部３２からの駆動信号と加算して切替部３３へ送る。

異常検出部２６はＦＥ生成部３０からのＦＥ信号の値が所定範囲内である場合に、Ｌとなる信号を生成し停止指令部５１へ送る。異常検出部２６はＦＥ生成部３０からのＦＥ信号の値が所定範囲外である場合に、Ｈとなる信号を生成し停止指令部５１へ送る。停止指令部５１は異常検出部２６からの信号がＬである場合に、Ｌとなる信号を生成し切替部２３および切替部３３へ送る。停止指令部５１は異常検出部２６からの信号がＨである場合に、Ｈとなる信号を生成し切替部２３および切替部３３へ送る。切替部２３は引込信号がＬである場合に、０となる駆動信号を生成しＧａｐアクチュエータ１４へ送る。切替部２３は引込信号がＨである場合に、Ｇａｐフィルタ２１からの駆動信号をＧａｐアクチュエータ１４へ送る。切替部３３は引込信号がＬである場合に、０となる駆動信号を生成しＦｃアクチュエータ１５へ送る。切替部３３は引込信号がＨである場合に、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号をＦｃアクチュエータ１５へ送る。

図１１を用いて動作概略を説明する。Ｇａｐ制御、Ｆｃ制御が動作状態で、記録面Ａに光ビームのスポットが合っている場合において、まず、図１１ａに示すように、Ｇａｐ制御およびＦｃ制御は共に正常に動作している。次に、図１１ｂに示すように、集光レンズ１３が光ディスク１に対して離間していく。その際、Ｆｃ制御によって光ビームのスポットは記録面Ａに保たれる。次に、集光レンズ１３の光ディスク１に対する離間が進み、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号がＦｃアクチュエータ１５が許容する電流量を超えたら、図１１ｃに示すように、Ｆｃ制御の目標面を記録面Ａから表面に切り替える。次に、集光レンズ１３の光ディスク１に対する離間がさらに進み、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号がＦｃアクチュエータ１５が許容する電流量を超えたら、制御異常と検知し、Ｇａｐ制御およびＦｃ制御を非動作にする。

図１３および図１２を用いてさらに詳細動作について説明する。ここではＦｃ制御は記録面Ａに集光するように制御されており、図１４は図１１ｂから図１１ｃへの動作を示している。

Ｇａｐ制御が動作中に、何らかの外乱によりＳＩＬ含む集光レンズ１３が光ディスク１から離間する状況において、光ディスク１の下側に集光レンズ１３が位置するため、集光レンズ１３の位置は図１３ａに示すように、時間と共に下がる。しかし、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号は１００ｎｍ以上の離間を検出できないため、図１３ｂに示すように、時間と共に下がるが一定以下にならない。このような離間が発生する場合、Ｇａｐフィルタ２１は押し戻すように駆動信号を生成する。Ｇａｐフィルタ２１の内部をＰＩＤフィルタで構成した場合、押し戻し駆動の大半は離間速度に反応した速度ブレーキ駆動信号である。図１３ｃに示すように、ＧＥ信号が飽和するまでは集光レンズ１３を上に押し上げる駆動が出力されている。しかし、ＧＥ信号が飽和すると離間速度が０と検出されるため、速度ブレーキ駆動信号は発生せず、位置ずれに応じた位置ブレーキ駆動信号しか発生しない。そのため、離間を防ぐ駆動力が弱まってしまう。

しかし、微分部４０および増幅部４３によって駆動制限部３２からの駆動信号から速度ブレーキ駆動信号が生成されるため、離間を防ぐ駆動力は確保できる。速度ブレーキ駆動信号が発生したにも関わらず、集光レンズ１３の光ディスク１に対する離間が進む場合にも、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号がＦｃアクチュエータ１５が許容できる電流量を超えないように、駆動制限部３２が駆動信号をクリップする。さらに、駆動制限部３２が駆動信号をクリップしたら、退避層検出部３５が現在Ｆｃ制御が目標としている記録面Ａの下に表面があることを検知し、移動駆動生成部３６に対してＦｃ制御の目標を表面に移動させるように指令信号を出力させる。その際、図１３ｆに示すように、移動駆動生成部３６は移動するための駆動信号を出力する。すると、ＦＥ生成部３０からのＦＥ信号は図１２に示すような特性をしているため、図１３ｄに示すように、ＦＥ生成部３０から記録面Ａの合焦点位置から表面の合焦点位置へ移動に従いＦＥ信号が出力される。したがって、集光レンズ１３に対する光ビームのスポットが近くなるため、図１３ｅに示すように、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号は小さくなる。こうすることでＦｃアクチュエータ１５の破壊を防ぐことができる。

以上のように、本実施形態のフォーカス制御手段は、駆動信号の値が所定範囲（例えば、Ｆｃアクチュエータ１５が許容できる電流量）を超えないようにクリップする。また、フォーカス制御手段は駆動信号がクリップされると、駆動信号の値が所定範囲内に収まる方向に別の記録面あるいは表面があるか判定し、別の記録面あるいは表面がある場合には、判定された層に光ビームのスポットを移動させる。これにより、フォーカスアクチュエータ破壊を回避しながらＧａｐ制御復帰の可能性をあげることができる。

図１４を用いてさらに詳細動作について説明する。ここではＦｃ制御は表面に集光するように制御されており、図１４は図１１ｃ以降の動作を示している。

Ｇａｐ制御が動作中に、何らかの外乱によりＳＩＬ含む集光レンズ１３が光ディスク１から離間する状況において、光ディスク１の下側に集光レンズ１３が位置するため、集光レンズ１３の位置は図１４ａに示すように、時間と共に下がる。しかし、ＧＥ生成部２０からのＧＥ信号は１００ｎｍ以上の離間を検出できないため、図１４ｂに示すように、時間と共に下がるが一定以下にならない。このような離間が発生する場合、Ｇａｐフィルタ２１は押し戻すように駆動信号を生成する。Ｇａｐフィルタ２１の内部をＰＩＤフィルタで構成した場合、押し戻し駆動の大半は離間速度に反応した速度ブレーキ駆動信号である。図１４ｃに示すように、ＧＥ信号が飽和するまでは集光レンズ１３を上に押し上げる駆動が出力されている。しかし、ＧＥ信号が飽和すると離間速度が０と検出されるため、速度ブレーキ駆動信号は発生せず、位置ずれに応じた位置ブレーキ駆動信号しか発生しない。そのため、離間を防ぐ駆動力が弱まってしまう。

しかし、微分部４０および増幅部４３によって駆動制限部３２からの駆動信号から速度ブレーキ駆動信号が生成されるため、離間を防ぐ駆動力は確保できる。速度ブレーキ駆動信号が発生したにも関わらず、集光レンズ１３の光ディスク１に対する離間が進む場合にも、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号がＦｃアクチュエータ１５が許容できる電流量を超えないように、駆動制限部３２が駆動信号をクリップする。さらに、駆動制限部３２が駆動信号をクリップしたら、退避層検出部３５が現在Ｆｃ制御が目標としている表面の下に移動できる面がないことを検知し、移動駆動生成部３６に対しては何も指令しない。そのため、図１３ｅに示すように、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号はクリップされた値で一定となる。集光レンズ１３が光ディスク１に対して離間が進んでいるにも関わらず、Ｆｃフィルタ３１からの駆動信号が一定であるため、光ビームのスポットは表面から離れ始める。光ビームのスポットが表面から離れるのに伴い、図１３ｄに示すように、ＦＥ生成部３０からのＦＥ信号のレベルが大きくなる。異常検出部２６はＦＥ生成部３０からのＦＥ信号が所定値を超えたら、制御異常が発生したと検知して、図１３ｅに示すように、停止指令部５１に信号を送る。停止指令部５１は切替部２３および切替部３３に信号を送り、Ｇａｐ制御およびＦｃ制御を非動作状態にする。こうすることでＦｃアクチュエータ１５の破壊を防ぐことができる。

以上のように、本実施形態の同時停止手段は、フォーカス制御が異常状態であると検出されると、フォーカス制御と共にギャップ制御を非動作にする。

このようにしてＧａｐ制御の残差が大きくなり異常状態になる場合にも、Ｆｃ制御の目標とする表面あるいは記録面を切り替える、またはＦｃ制御を非動作にすることでＦｃアクチュエータ１５への駆動を抑制し破壊を防ぐことができる。また、Ｆｃ制御を非動作にした場合にもＧａｐ制御を非動作にすることでＧａｐ制御の駆動が不安定になってＧａｐアクチュエータ１４への駆動が増加しＧａｐアクチュエータ１４が破壊されることを防ぐことができる。

尚、本実施の形態５では、Ｆｃアクチュエータ１５の許容電流から異常状態を検出する閾値を決めていたが、Ｆｃアクチュエータ１５のメカ的な動作範囲を超えない駆動を閾値としてもよい。すなわち、本実施形態のフォーカス制御手段における前述した所定範囲は、駆動信号によりフォーカス制御用のアクチュエータがメカに衝突しない範囲としても良い。これにより、フォーカスアクチュエータとメカの衝突によるアクチュエータ破壊を回避できる。

本発明に係る光ディスク装置は、開口数が１を超えるようなＳＩＬレンズを使って光記録媒体に安定した情報の記録または再生が可能になる。よって、この応用機器である大容量の光ディスクレコーダやコンピュータ用メモリ装置などに利用することができる。

１ 光ディスク
１０ 光ヘッド
１１ 半導体レーザ
１２ ビームスプリッタ
１３ 集光レンズ
１４ Ｇａｐアクチュエータ
１５ Ｆｃアクチュエータ
１６ 光量検出部
２０ ＧＥ生成部
２１ Ｇａｐフィルタ
２２ Ｇａｐフィルタ
２３ 切替部
２４ ゲイン変更部
２５ 異常検出部
２６ 異常検出部
３０ ＦＥ生成部
３１ Ｆｃフィルタ
３２ 駆動制限部
３３ 切替部
３４ 面検出部
３５ 退避層検出部
３６ 移動駆動生成部
４０ 微分部
４１ 増幅部
４２ 増幅部
４３ 増幅部
４４ ゲイン変更部
５０ 引込指令部
５１ 停止指令部

Claims (20)

1. 情報担体の表面と光ビームを集光するレンズとの距離に応じた信号を検出するギャップ誤差検出手段と、前記ギャップ誤差検出手段の信号に応じて、レンズが情報担体の表面に対して所定の距離になるように、レンズの位置を変化させるギャップ制御手段と、情報担体の記録面あるいは表面に対する光ビームのスポットの位置ずれに応じた信号を検出するフォーカス誤差検出手段と、前記フォーカス誤差検出手段の信号に応じて、光ビームのスポットが情報担体の記録面あるいは表面を追従するように、光ビームの収束状態を変化させるフォーカス制御手段と、前記フォーカス制御手段の駆動信号を微分するフォーカス駆動微分手段と、前記フォーカス駆動微分手段の信号に所定ゲインを乗じて、前記ギャップ制御手段に与えるフォーカス微分印加手段とを備え、前記ギャップ制御手段は前記ギャップ誤差検出手段の信号に応じた駆動信号に前記フォーカス微分印加手段の信号を加算してレンズを駆動することを特徴とする光ディスク装置。
2. フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号が所定値範囲外である場合にギャップ制御手段に信号を与えることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号が検出範囲外である場合にギャップ制御手段に信号を与えることを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
4. フォーカス微分印加手段はギャップ制御手段が非動作状態から動作状態に遷移した後から所定時間まで前記ギャップ制御手段に信号を与えることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
5. ギャップ制御手段とフォーカス制御手段を同時に非動作状態から動作状態にする同時引込手段とを備えたことを特徴とする請求項４記載の光ディスク装置。
6. フォーカス制御手段は引き込む前の非動作状態では、レンズに対して光ビームのスポット位置が離れるように駆動値を生成することを特徴とする請求項４記載の光ディスク装置。
7. フォーカス制御手段は情報担体の表面を引き込みターゲットとすることを特徴とする請求項４記載の光ディスク装置。
8. フォーカス制御手段は情報担体の表面から最も近い記録面を引き込みターゲットとすることを特徴とする請求項４記載の光ディスク装置。
9. ギャップ制御手段はギャップ誤差検出手段の信号に応じて、制御フィルタの微分ゲインを変化させることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
10. ギャップ制御手段はギャップ誤差検出手段の信号とギャップ目標との差分に応じて、制御フィルタの微分ゲインを変化させることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
11. フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号に応じて、ゲインを変化させることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
12. フォーカス微分印加手段はギャップ誤差検出手段の信号とギャップ目標との差分に応じて、ゲインを変化させることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
13. フォーカス制御手段の駆動信号が所定範囲を超えたらフォーカス制御と共にギャップ制御を非動作にする同時停止手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
14. フォーカス制御手段は非動作に遷移する際に、直前の駆動を保持して出力しつづけることを特徴とする請求項１３記載の光ディスク装置。
15. フォーカス制御手段は駆動信号が所定範囲を超えないようにクリップすることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
16. フォーカス制御手段は所定範囲は駆動信号がフォーカス制御用のアクチュエータの電流限界を超えない範囲とすることを特徴とする請求項１３記載あるいは請求項１５記載の光ディスク装置。
17. フォーカス制御手段は所定範囲は駆動信号によりフォーカス制御用のアクチュエータがメカに衝突しない範囲とすることを特徴とする請求項１３記載あるいは請求項１５記載の光ディスク装置。
18. フォーカス制御が異常状態であると検出されるとフォーカス制御と共にギャップ制御を非動作にする同時停止手段とを備えたことを特徴とする請求項１５記載の光ディスク装置。
19. フォーカス制御手段は駆動信号がクリップされると、駆動信号が所定範囲内に収まる方向に別の記録面あるいは表面があるか判定し、別の記録面あるいは表面がある場合には、判定された層に光ビームのスポットを移動させることを特徴とする請求項１５記載の光ディスク装置。
20. 情報担体の表面と光ビームを集光するレンズとの距離に応じた信号を検出するギャップ誤差検出ステップと、ギャップ誤差検出ステップの信号に応じて、レンズが情報担体の表面に対して所定の距離になるように、レンズの位置を変化させるギャップ制御ステップと、情報担体の記録面あるいは表面に対する光ビームのスポットの位置ずれに応じた信号を検出するフォーカス誤差検出ステップと、フォーカス誤差検出ステップの信号に応じて、光ビームのスポットが情報担体の記録面あるいは表面を追従するように、光ビームの収束状態を変化させるフォーカス制御ステップと、フォーカス制御ステップの駆動信号を微分するフォーカス駆動微分ステップと、フォーカス駆動微分ステップの信号に所定ゲインを乗じて、ギャップ制御ステップに与えるフォーカス微分印加ステップとを備え、ギャップ制御ステップはギャップ誤差検出ステップの信号に応じた駆動信号にフォーカス微分印加ステップの信号を加算してレンズを駆動することを特徴とするギャップ制御方法。

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